1、大氣污染控制工程課程設計題目名稱： 燃煤鍋爐房煙氣除塵系統設計 院 系： 化學與環境工程學院 專業班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 時 間： 2021.10.10 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc251608656 1 概述 PAGEREF _Toc251608656 h 3 HYPERLINK l _Toc251608657 設計目的 PAGEREF _Toc251608657 h 3 HYPERLINK l _Toc251608658 設計任務 PAGEREF _Toc251608658 h 3 HYPERLINK l _Toc2516086

2、59 設計依據及原那么 PAGEREF _Toc251608659 h 3 HYPERLINK l _Toc251608660 鍋爐房根本概況 PAGEREF _Toc251608660 h 3 HYPERLINK l _Toc251608661 通風除塵系統的主要設計程序 PAGEREF _Toc251608661 h 3 HYPERLINK l _Toc251608662 2 煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計算 PAGEREF _Toc251608662 h 5 HYPERLINK l _Toc251608663 標準狀態下理論空氣量 PAGEREF _Toc251608663 h 5 HYP

3、ERLINK l _Toc251608664 標準狀態下理論煙氣量 PAGEREF _Toc251608664 h 5 HYPERLINK l _Toc251608665 標準狀態下實際煙氣量 PAGEREF _Toc251608665 h 5 HYPERLINK l _Toc251608666 標準狀態下煙氣含塵濃度 PAGEREF _Toc251608666 h 6 HYPERLINK l _Toc251608667 標準狀態下煙氣中二氧化硫濃度的計算 PAGEREF _Toc251608667 h 6 HYPERLINK l _Toc251608668 3 除塵器的選擇 PAGEREF

4、_Toc251608668 h 7 HYPERLINK l _Toc251608669 除塵器應該到達的除塵效率 PAGEREF _Toc251608669 h 7 HYPERLINK l _Toc251608670 除塵器的選擇 PAGEREF _Toc251608670 h 7 HYPERLINK l _Toc251608671 4 確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置 PAGEREF _Toc251608671 h 9 HYPERLINK l _Toc251608672 各裝置及管道布置的原那么 PAGEREF _Toc251608672 h 9 HYPERLINK l _Toc25

5、1608673 管徑確實定 PAGEREF _Toc251608673 h 9 HYPERLINK l _Toc251608674 5煙囪的設計 PAGEREF _Toc251608674 h 10 HYPERLINK l _Toc251608675 煙囪高度確實定 PAGEREF _Toc251608675 h 10 HYPERLINK l _Toc251608676 煙囪直徑的計算 PAGEREF _Toc251608676 h 10 HYPERLINK l _Toc251608677 煙囪的抽力 PAGEREF _Toc251608677 h 11 HYPERLINK l _Toc251

6、608678 6 系統阻力計算 PAGEREF _Toc251608678 h 12 HYPERLINK l _Toc251608679 摩擦壓力損失 PAGEREF _Toc251608679 h 12 HYPERLINK l _Toc251608680 局部壓力損失 PAGEREF _Toc251608680 h 13 HYPERLINK l _Toc251608681 7 系統中煙氣溫度的變化 PAGEREF _Toc251608681 h 16 HYPERLINK l _Toc251608682 煙氣在管道中的溫度降 PAGEREF _Toc251608682 h 16 HYPERLI

7、NK l _Toc251608683 煙氣在煙囪中的溫度降 PAGEREF _Toc251608683 h 16 HYPERLINK l _Toc251608684 8 風機和電動機的選擇及計算 PAGEREF _Toc251608684 h 18 HYPERLINK l _Toc251608685 標準狀態下風機風量計算 PAGEREF _Toc251608685 h 18 HYPERLINK l _Toc251608686 風機風壓計算 PAGEREF _Toc251608686 h 18 HYPERLINK l _Toc251608687 電動機功率計算 PAGEREF _Toc2516

8、08687 h 19 HYPERLINK l _Toc251608689 參考文獻 PAGEREF _Toc251608689 h 22 HYPERLINK l _Toc251608690 致 謝 PAGEREF _Toc251608690 h 231、 課程設計任務書通過設計進一步消化和穩固本能課程所學內容，并使所學的知識系統化，培養運用所學理論知識進行凈化系統設計的初步能力。通過設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，培養確定大氣污染控制系統的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。運用所學知識設計某一燃煤鍋爐房煙氣除塵系統。嚴格按照鍋爐大氣污染物排放標準GB

9、13271-2001中二類區標準、煙塵濃度排放標準、二氧化碳排放標準進行設計計算。鍋爐型號：SZL4-13型，共4臺2.8MW*4設計耗煤量：400-800kg/h臺排煙溫度：140-1803煙氣在鍋爐出口前阻力：750 Pa當地大氣壓：98 Pa冬季室外空氣溫度：-3C3煙氣其他性質按空氣計算煤的工業分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5% NY=1% WY=6% AY=15% VY=13%按鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-2001中二類區標準執行。煙塵濃度排放標準標準狀態下：200mg/m3二氧化碳排放標準標準狀態下：900mg/m3凈化系統布置場地如下圖的鍋爐房北側

10、15m以內。燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化碳濃度的計算。凈化系統設計方案的分析確定。除塵器的比擬和選擇：確定除塵器類型、型號及規格，并確定其主要運行參數。管網布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。并計算各管道的管徑、長度、煙囪高度和出口內徑以及系統總阻力。風機及電機的選擇設計：根據凈化系統所處理煙氣量、煙氣溫度、系統總阻力等計算選擇風機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。編寫設計說明書：設計說明書按設計程序編寫、包括方案確實定，設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖等類容。課程設計說明書應有封面、目錄、前言、正文、小結及參考文獻等局部、文字應簡明、通順，內容正確完整，裝訂成冊。圖紙要求除塵系統圖

11、一張。除塵系統平面圖、剖面布置圖2-3張。圖中設備管件應標注編號，編號應與系統圖對應。2 煙氣量煙塵和二氧化硫濃度的計算建立煤燃燒的假定：煤中固定氧可用于燃燒；煤中硫主要被氧化為 SO2；不考慮NOX的生成；煤中的N在燃燒時轉化為N2。標準狀態下理論空氣量：式中=68%，=4%，=1%，=5%分別為煤中各元素所含的質量分數。結果為 標準狀態下理論煙氣量：式中標準狀態下理論空氣量，；煤中水分所占質量分數，6%；N元素在煤中所占質量分數，1%。結果為=7.42 標準狀態下實際煙氣量：式中空氣過量系數；標準狀態下理論煙氣量，；標準狀態下理論空氣量，；標準狀態下煙氣流量應以計，因此，結果為 =10.2

12、5 =6150 標準狀態下煙氣含塵濃度： EMBED Equation.3 式中 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質量分數，18%；煤中不可燃成分的含量；15%標準狀態下實際煙氣量，。結果為 C=0.00234 =2630 式中煤中含可燃硫的質量分數；1%標準狀態下燃煤產生的實際煙氣量, 。結果為 =1910 3 除塵器的選擇標準狀態下煙氣含塵濃度，；標準狀態下鍋爐煙塵排放標準中規定值，。結果為 92.4%工況下煙氣流量：式中標準狀態下的煙氣流量，工況下煙氣溫度，K標準狀態下溫度，373 K結果為型號配套鍋爐容量/(j/H)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%設備阻力/Pa分割粒徑d/(50um)

13、質量/kgXLD-441200092-95932-11282369表3.2 除塵器外型結構尺寸見圖3.1ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235圖3.1 除塵器外型結構尺寸4 確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置根據鍋爐運行情況及鍋爐現場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就根本可以確定了。對各裝置及管道的布置應力求簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。管道直徑：式中工況下管道內煙氣流量，煙氣流速 m/s (對于鍋爐煙塵=10-15 m/s)取=14 m/s結果為d=0.49 (m)圓整并選取風

14、道:表4.5 風道直徑規格表外徑D/mm鋼制板風管外徑允許偏差/mm壁厚/mm5001內徑 :500-20.75=498.5(m/s)由公式可計算出實際煙氣流速：V=13.8 (m/s)5煙囪的設計首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發量t/h，然后根據鍋爐大氣污染物排放標準中的規定表5.1確定煙囪的高度。表5.1 鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/(t/h)11-22-66-1010-2026-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：44=16t/h,應選定煙囪高度為40 m 煙囪出口內徑可按下式計算：式中通過煙囪的總煙氣量，；按表5.2選取的煙囪出口煙氣流速，m/s表5.

15、2煙囪出口煙氣流速/ (m/s)通風方式運行情況全負荷時最小負荷時機械通風10-204-5自然通風6-10選定=4m/s結果為 :d=1.83m圓整取d=1.8 m。煙囪底部直徑：式中煙囪出口直徑，m；煙囪高度，m；煙囪錐度通常取i=0.02-0.03。結果為:d1=3.5m式中煙囪高度，m；外界空氣溫度， C煙囪內煙氣平均溫度，C當地大氣壓，Pa。結果為:Sy=187Pa6 系統阻力計算1對于圓管：式中摩擦阻力系數實際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04。管道直徑,m煙氣密度，kg/m3管中氣流平均速率, m/s管道長度,m對于直徑500mm圓管：=n EQ B結果為:2

16、對于磚砌拱形煙道見圖6.1D=500 mm式中 S為面積，結果為：B=450 mm圖6.1 磚砌拱形煙道式中異形管件的局部阻力系數，與相對應的斷面平均氣流速率，m/s煙氣密度，kg/m3圖6.2中一為漸縮管。 圖6.2 除塵器入口前管道示意圖45度時，=0.1，取=45度，結果為：8.0PaLtan67.5=0.12mH=2.985-2.39=0.595=0.6mH取=1.57 =1.0結果為：12.6Pa圖6.3 除塵器出口至風機入口段管道示意圖45度時，=0.1，取=30度，結果為：8.0PaL=0.93(m)圖6.3中b、c均為90度彎頭D=500，取R=D那么結果為：18.4Pa兩個彎

17、頭V1l1V2l2V3l3T形三通管示意圖62.4Pa對于T形合流三通結果為：44Pa系統總阻力其中鍋爐出口前阻力為800Pa，除塵器阻力1128Pa為: 2657.5(Pa)7 系統中煙氣溫度的變化式中標準狀態下煙氣流量，m3/h管道散熱面積，m21.357KJ/(m3C管道單位面積散熱損失 KJ/(m3h)室內=4187 KJ/(m3h)室外=5443 KJ/(m3h)室內管道長：F=LD=2.29 (m2)室外管道長L=9.5-1.46=8.04 (m)F=LD=12.69 (m2)式中煙囪高度，m。溫度系數，可由表7-2-1查得。合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發量之和，t/h；表7.1

18、煙囪溫降系數煙囪種類鋼煙囪無襯筒鋼煙囪有襯筒磚煙囪H50m，壁厚小于0.5m磚煙囪壁厚大于0.5mA2總溫度降：8 風機和電動機的選擇及計算式中風量備用系數，標準狀態下風機前表態下風量，m3/h風機前煙氣溫度，假設管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度, C當地大氣壓，kP結果為Qy=11093.8 m3/h式中風機備用系數；系統總阻力，Pa；煙囪抽力，Pa風機前煙氣溫度，C風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，C標準狀態下煙氣密度，kg/m3結果為Hy=2443 (Pa)根據Hy和Qy，選定Y5-47型No.7c的引風機，Y5-47型引風機是在原Y5-47型引風機性能根底上改良的產品，該引風機最正確工況點的全壓內效率為85.6%，與原Y5-47型引風機相比擬，由于進行了一系列改良，使噪聲值有顯著降低，噪聲指標為12.5dB。性能表如下。表8.2 引風機性能表機號傳動方 式轉速/r/min流量/m3/h全壓/Pa內效率/%內功率/kw所需功率/kwC式232011